红外测温技术是电力行业常用的设备故障检测手段，在气体绝缘组合电器设备(Gas InsulatedSwitchgear，GIS)故障诊断中有着重要应用。为提高 GIS设备红外测温精度，建立了一个红外测温模型并提出一种 SF6透射率校正方法。首先，基于热辐射理论建立红外测温模型，并给出不同条件下的简化模型。然后，为提高温度测量精度，考虑 SF6透射率对红外模型测温模型输出结果的影响，给出不同条件下的 SF6透射率校正方法。最后，进行实际的温度测量实验，验证所建立的红外测温模型及所提 SF6透射率校正方法的有效性。实验结果表明，与未进行 SF6透射率校正的方法相比，使用所提 SF6透射率校正方法后温度测量精度得以提高，误差最高降低了 66.7%。所提方法为电网故障检测及监控打下基础，在电网故障检测、电网安全作业等方面有着广阔的应用前景。

为了减少由海天视场的时空不匹配引起的海表皮温测量误差，设计了循环水膜装置，结合红外热像仪，提出了一种海表皮温校正方法。在循环水膜装置中，通过水的循环流动，打破冷表皮效应，水膜的表皮温度可被测温仪精确测量。该方法使用热像仪对已知表皮温度的水膜进行测量，通过计算水膜表皮温度的真实值与测量值之差，校正热像仪对海表皮温的测量值，从而去除天空辐射对海表皮温测量的影响，得到准确的海表皮温数据。经实验验证，本文方法在降低海表皮温测量设备成本的同时，可提升天空辐射在时空多变时的测温精度。

金婺大桥位于浙江金华，是横跨三区的重要交通枢纽，爆破工作量大，周边环境复杂。为保障3天2夜爆破作业期间爆炸物品安全及高效可靠地在清晨低能见度情况下完成大范围爆破安全警戒疏散工作，首次结合AR（增强现实Augmented Reality）实景监控、无人机、红外热成像仪三者各自优势，将高空球机设置在制高点覆盖整个爆破警戒范围，球机设置在路口动态监控各路口情况，枪机固定监控装药部位，无人机机动地巡视，红外热成像仪搜索隐蔽部位，连同社会探头视频信号一起全部传输至AR后台。经智能化信息处理后，将所有重要信息直观展示在全局监控画面中，构建以AR实景监控为主，无人机机动监控为辅，红外热成像仪搜索补充的纵览全局和掌控细节的全方位立体实时可视爆破安全警戒监控搜索系统，配合常规方法实施爆破安全警戒。该系统实时在线60 h，监控范围373 140 m2，发现非法闯入事件18起，协助爆破安全警戒工作在1 h内完成，圆满完成爆破安全警戒工作。该系统的构建以及成功地应用于复杂环境下的城市拆除爆破安全警戒疏散工作中，解决了爆炸物品昼夜安全存放问题，解决了低能见度复杂环境下人员疏散工作的问题。

热像仪的可靠性水平会直接影响使用者任务成功率、维护成本及寿命周期，因此其可靠性设计工作越来越受到关注。同时，就目前国内热像仪研制情况而言，研制样机的可靠性并不能反映小批量生产产品的可靠性水平。因此，为充分反映研制样机的可靠性水平，本文主要研究了某型热像仪在研制过程中的可靠性增长方法，分析了红外热像仪的故障，建立了红外热像仪的任务可靠性模型，提出了相应的改进措施，并采用可靠性增长的办法来验证所提措施的有效性。本文所提改进措施满足装备 试验鉴定要求，可实现热像仪的可靠性增长和批量产品可靠性不降低的目标。

红外热像仪机械环境可靠性是其结构设计最为重要的指标之一。为保证红外热像仪能够经受服役的振动环境, 本文以某型红外热像仪故障闭环为契机开展失效机理及结构改进设计研究。基于动态试验结果对红外热像仪有限元模型进行修正。采用有限元数值方法和随机振动疲劳失效理论相结合对故障的产生机理进行了推测。根据分析结果重新对结构改进优化并通过疲劳失效理论和随机振动试验进行了验证。结果表明故障定位准确、提出的优化改进措施有效。本文的分析思路对单机传感器设计或故障定位、结构改进设计等具有一定参考意义。

由于我国幅员辽阔，不同地域的环境温度差别巨大。为满足建筑工程安全监控用红外热像仪的环境适应性要求，采用了折射/衍射混合光学被动无热化设计方式。通过对不同红外光学材料透镜的光焦度进行合理分配，设计了一种能够在-55～70 ℃范围内工作、视场为24.1°×19.4°的小型化非制冷红外成像光学系统。该系统的工作波段为8~12 μm，F数为1.0。设计结果表明，系统结构简单、体积小且成像良好，在空间频率42 1p/mm处的光学调制传递函数 (Modulation Transfer Function，MTF)值大于0.3，可以满足应用需求。

由于探测器原理性的缺陷，红外热像仪所获图像的对比度低、细节不明显。对比度受限的自适应直方图均衡化方法(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization, CLAHE)能够增强红外图像的对比度，但是其受限参数无法适应不同的场景，且需要手动调整。作为一种智能种群优化算法，布谷鸟搜索算法具备强大的寻优能力。基于该算法，使CLAHE方法在不同场景下获取最优参数，进而实现红外图像对比度的场景自适应增强。实验分析表明，这种改进的算法具有可行性和适应性。